2 petrologia sediemntaria

7/26/2019 2 petrologia sediemntaria

1/46

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNOFACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA Y METALRGICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA GEOLGICA

PETROLOGA SEDIMENTARIA YMETAMRFICA

CURSO DE FORMACIN BASICA PROFESIONAL

TEMA 2: ORIGEN Y COMPOSICIN DE LAS ROCAS

SEDIMENTARIAS

Por: Ing. MSc. Roger Gonzales Aliaga Puno, septiembre del [email protected]


2/46

CICLO DE LOS MATERIALES TERRESTRES


3/46

1. ORIGEN Y COMPOSICIN DE LAS ROCASSEDIMENTARIAS

1. Formacin de sedimentos

2. Factores del ciclo sedimentario o geodinmica externa

3. Diagnesis

4. Procesos sedimentarios

5. Ambientes de sedimentacin

6. Composicin de las rocas sedimentarias

7. Grupos de rocas sedimentarias

8. Fases del estudio petrolgico

9. Elementos petrolgicos de las rocas sedimentarias

10. Contactos entre granos

11. Porosidad y permeabilidad

12. Importancia de las rocas sedimentarias


4/46

1.1 FORMACIN DE SEDIMENTOS

Las rocas sedimentarias se han formado como resultado de la acumulacin desedimentos lticos y/o qumicos y/o orgnicos que por varios procesos han"petrificado. Ltico significa rocoso y, los sedimentos (Sedimentum = asentamiento).

Son restos de roca, resto de organismos, sustancias orgnicas o partculas qumicas que

se acumulan, por accin de la gravedad.

Para que cualquier roca se transformen en sedimentos y para que los sedimentos sevuelvan rocas sedimentarias, ocurren varios procesos que son: la meteorizacin, laerosin, el transporte, la depositacin o asentamiento (incluye la precipitacin) y ladiagnesis o petrificacin.


5/46

1.2. FACTORES DEL CICLO SEDIMENTARIO O GEODINMICAEXTERNA

Meteorizacin.-Es un proceso por el cual la capa superficial de las rocas queafloran en superficie, se descomponen paulatinamente, sin que se percibadesarraigue o transporte de partcula alguna; no hay formacin de sedimentosan. La meteorizacin puede ser fsica cuando la roca se afecta por loscambios de temperatura; o qumica cuando el agua y los compuestos qumicos

de la atmsfera, transforman, descomponen y debilitan los mineralesintegrantes de las rocas.

Erosin.-(Erodere =roer) Es un proceso mediante el cual los agentes erosivos:agua, hielo, viento y seres vivos, arrancan partculas de las rocas que seencuentran en los afloramientos, para luego transportarlas.


6/46

Transporte.-Se realiza gracias a los mismos agentes erosivos, que llevan las

partculas arrancadas en suspensin (por energa hidrulica, elica, etc.) hastaque pierden la fuerza.

Al conjunto de sedimentos arrancados de los afloramientos rocosos,transportados y asentados, se les conoce comoclstos(fragmentos).

Otro grupo de sedimentos llamadosno clsticos,provienen de la acumulacinde restos orgnicos o de la precipitacin qumica (por saturacin). Este ltimogrupo se forma en medio acuoso.


7/46

A los sedimentos arrancados, transportados ydepositados en un lugar diferente al origen, seles conoce como halognicos; y sonautignicos los que se formaron en el mismolugar.

Los sedimentos acumulados (generalmente enzonas bajas o deprimidas llamadas cuencas), se"petrifican" mediante la diagnesis, si lascondiciones lo permiten.


8/46

COMPOSICION

DE LA ROCA

ORIGINAL

INTEMPERISMOLevantamiento

lentoclima tropical

Levantamientorpido

clima rtico

Corrientes d e

Agu a, Vient o, Hiel o,

Tamao de grano,

Velocidad

Prdida poder transporte

Sobresaturacin

Temperatura, Eh, pH

Procesos biognicos

Procesos qumicos

Enterramiento,

Compactacin,

Temperatura, Eh, pH,Qumica del agua co nnata,

Qumica del agua subterrnea

INTEMP. FISICO

TRANSPORTE

DIAGENESIS

(LITIFICACION)

DEPOSICION

ROCA

INTEMP. QUIMICO

Factores delciclo sedimentario


9/46

1.3. DIAGNESIS

Es un conjunto de procesos que actan colectivamente sobre los sedimentos

permitiendo su transportacin a roca (no siempre actan todos los procesos).La compactacin, la cementacin, el reemplazamiento y la recristalizacin, sonlos procesos que ocurren en el macroproceso llamado diagnesis.

Una acumulacin de arcilla, de arena o de grava, es un conjunto desedimentos, luego de la diagnesis se pueden transformar en rocas slidas y

compactas.


10/46

Los procesos diagenticos que ocurren en este fenmeno geolgico son:

Compactacin (proceso fsico)

Disolucin (proceso qumico)

Cementacin (proceso qumico)

Recristalizacin (proceso qumico)

Reemplazamiento (proceso qumico)

Organismos Cambios fsicos (bioturbaciones)

Cambios qumicos (alteracin bacterial de la Materia Orgnica).

Las temperaturas en la diagnesis van desde ambientales hasta los 200 a

350C en que comienza el metamorfismo.


11/46

Las partculas arrancadas y depositadas son expuestas a los siguientes efectos fsicos,

qumicos y biolgicos durante la diagenesis:

Sedimentos (porosidad alta)

Granos minerales expuestos al O2y CO2 La MO se descompone

pH decrece.

Enterramiento y compactacin Disminuye porosidad y con ello accin de los siguientes gases O2y CO2 Medio cada vez ms reductor

Incremento T y P

Se favorecen reacciones entre minerales y soluciones

Se destruyen algunos minerales y se forman otros

Composicin de las soluciones cambian

Soluciones migran

El sistema busca constantemente estado de equilibrio.


12/46

Las soluciones o fluidos involucrados en el proceso de diagnesis son:

Agua marina.- Agua de mares y ocanos con alto contenido de sales.

Agua meterica o de origen meterico tienen bajo contenido de sales conconcentraciones variables

Agua connata.- Retenida en poros desde el momento de la deposicin con

composicin varia con el desarrollo de la diagnesis. Agua de compactacin.- Agua expulsada por sedimentos

Agua de cristalizacin.- Toman parte del cristal

Agua intraformacional.- Agua subterrnea profunda contiene altocontenido de sales.

Agua juvenil.- Agua procedente de las cmaras magmticas.

Agua subterrnea.- Trmino genrico


13/46

AGUA METEORICA

AGUA DE

COMPACTACION

AGUA DE

CRISTALIZACION

(CH4 , CO2 , H2 S)

SUBSIDENCIA

AGUA

METEORICA

AGUA

METEORICA

GEOTERMA

GEOTERMA


14/46

1 0-2 m

1 0 m

1,0 km

2,5 km

4,0 km

?

OCEANO

OXIDACION

REDUCCIONDE SULFATOS

FERMENTA CION

DECARBOXI-

LACION

HIDRO-

CARBUROS

LIQUIDOS

GAS

GRAFITO

METAMORFISMO

I

II

III

IV

V

VI

PROCESOSMICRO-

BIOLOGICOS

REDUCCIONDE HIERRO

DESCOM-POSICIONTERMICA

?

Grafico profundidad yprocesos en la diagnesisantes del metamorfismo


15/46

1.4.- PROCESOS SEDIMENTARIOS

A diferencia de los procesos que se presentan en la formacin de rocas gneas,que son casi inaccesibles al ojo humano, muchos procesos de sedimentacinson observables con facilidad, como por ejemplo: la acumulacin demateriales que aportan los ros en poca de lluvias (gravas, arenas y arcillas).

Efectuando un anlisis genrico de los diversos tipos de sedimentacin, losestudiosos del tema han establecido los procesos principales, siguientes(Petijohn; 1980) (Baily; 1972):


16/46

1.4.1. Procesos previos.- Se presentan antes de la formacin de los sedimentos.

Conforman la meteorizacin o intemperismo (accin del medio ambiente sobre lasrocas):

Hidratacin.-Fenmeno por el cual el agua contenida en la atmsfera humedecey debilita la superficie de las rocas, favoreciendo la formacin de hidrxidos ominerales hidratados (dbiles).

Oxidacin, Carbonatacin y procesos similares.-Efecto del oxgeno, el CO, el CO2y otros gases de la atmsfera sobre la superficie de las rocas, que las debilita alcambiar la composicin qumica de algunos minerales que componen las rocas.

Exfoliacin y Acuamiento.- Los cambios trmicos (de temperatura) ocasionanque por dilataciones y contracciones las rocas se exfolien; del mismo modo elagua que se acumula en las grietas rocosas y se congela, destruyndolas por

expansin.


17/46

1.4.2. Procesos detrticos.- Son fenmenos que ocurren en afloramientos lticos (de

rocas y/o minerales):

Sedimentacin de pie de monte.-Es la acumulacin de materiales rocosos que seencuentran sueltos en las laderas, que caen por efecto de la gravedad, formandoconos.

Sedimentacin de detritos transportados por agua(mares, ros y otras corrientesacuosas); comprende a los depsitos de arenas, arcillas y gravas de origen aluvial,

fluvial y marino.

Sedimentacin de detritos por accin del viento.- Tales como dunas, mdanos,etc.

Sedimentacin por detritos por el hielo.- Forman los depsitos de morrenas,luego al erosionarse estos depositos forman las acumlaciones fluvioglaciares, quetienen escaso espesor e incipiente estratificacion.

Sedimentacin por accin de lagos y lagunas.- Forman depsitos lacustres contamao de granos o partculas que van de limos hasta arcillas.


18/46

1.4.3. Procesos qumicos.- Son fenmenos que se dan a partir de lquidos que

contienen sustancias qumicas.

Sedimentacin de sustancias inorgnicas.- Se presentan por concentracin decompuestos qumicos en medio acuoso.

Sedimentacin de compuestos qumicos por evaporacin.- Similares a losanteriores, salvo que se da en aguas expuestas al calor del Sol que acarrea

evaporacin.

Sedimentacin de residuos qumicos.- Que pueden ocurrir por partculasarrastradas y depositadas.


19/46


20/46

1.4.4. Procesos orgnicos.- Ocurren por efecto y actividad de seres orgnicos;

comprende los restos o las excretas:

Sedimentacin de organismos que mantienen las mismas caractersticas quetenan antes de quedar enterrados; ejemplos: arrecifes, etc.

Sedimentacin de restos orgnicos poco transportados, ejemplos: coquinas yotros restos.

Sedimentacin por excretas y otras sustancias orgnicas(heces, pelos, escamas,sangre, uas. etc.).


21/46

1.4.5. Procesos post-sedimentarios.- Se dan luego de la depositacin de los

sedimentos y son muy importantes porque dan como resultado la formacin de rocassedimentarias:

Compactacin.- Proceso que comprende la reduccin del volumen del paquetesedimentario, la prdida de un porcentaje de poros o vacos, por efecto delsoterramiento.

Cementacin.-Es el relleno de los vacos por sustancias qumicas circulantes, que unena las partculas.

Reemplazamiento.- Es un fenmeno que se produce por la circulacin de aguassaturadas de elementos qumicos, que eventualmente pueden reemplazar loselementos qumicos de los sedimentos, cambiando su composicin.

Recristalizacin.- Es otro fenmeno qumico que se da por efecto de alimentacin desustancias qumicas. Algunas partculas se juntan y cristalizan.


22/46


23/46

1.5. AMBIENTES DE SEDIMENTACIN

Los principales macro-ambientes son dos: el marino y el continental; sin embargoexisten otros ambientes por la gran variabilidad de factores, en los juegan un papelmuy importante la de altitud, de clima, de variedades vegetales y animales y deagentes erosivos.

Los ambientes de sedimentacin se clasifican en:

Ambiente continentalAmbiente transicionalAmbiente marino


24/46

1.5.1. Ambiente continental.-Es toda la superficie terrestre que se encuentra sobre el

nivel del mar; algunos tipos son:

Glaciario.-Ocurre en altas altitudes y altas latitudes donde se presentan enormesacumulaciones de hielo.

Lacustre.- Est representado en todos los depsitos acuosos continentales (lagos,lagunas, pantanos, atolladeros).

Aluvial.-Es el ambiente constituido por las aguas de escorrenta.

Fluvial.- Es el ambiente que comprenden todos los flujos de agua superficial, deimportancia: riachuelos y ros.

Desrtico.-Se presenta en zonas ridas y llanas de los continentes; generalmente

en reas calurosas.


25/46


26/46


27/46

1.5.2. Ambiente marino.- Es el ambiente sedimentario ms importante; all la

sedimentacin alcanza el 90 a 95% de la sedimentacin total: algunos tipos son:

Nertico.-Es el que se encuentra pegado a la costa desde la orilla hasta los 180 m.b. n. m.; coincide con la zona ftica (con luz) y con la zona de oxidacin.

Batial.-Se extiende desde los 180 m. b. n. m. hasta los 3800 m. b. n. m.

Abisal.-Es el de los fondos marinos por debajo de los 3,800 m.b.n.m.

Pelgico.-Superficie de los mares (mar adentro)

Bentnico.-Vida pegada a la superficie de las rocas (en la orilla)


28/46


29/46

1.5.3. Ambiente transicional.-Es el orillero, el que est entre el continente y el ocano:

Deltaico.-Dado por la convergencia entre ro y ro; o entre los ros y el mar.

Litoral.- El que se distribuye a todo lo largo del contacto entre el ocano y elcontinente, especialmente playas y acantilados.

Palustre.-Formado por pantanos, lagunas de origen continental y marismas; junto

al mar.


30/46


31/46

1.6. COMPOSICIN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Los componentes de las rocas sedimentarias, son de tres tipos: detrticos, orgnicos yqumicos.Los detrticosson aquellos que se desprendieron de rocas ms antiguas, porel transporte se disgregaron en fragmentos de rocas y partculas de minerales; losorgnicos son restos de animales y vegetales o restos de sustancias orgnicasproducidas por stos; los componentes qumicosse precipitan a partir de solucionesacuosas. Todas las rocas pueden tener uno, dos o tres de los componentes citados,

siendo mayoritarios uno o dos de los mismos.

Cuando se desprende una porcin de roca y entra en contacto con el agua, a raz de losgolpes del transporte se descomponen primero los minerales bsicos: Olivino,piroxenos, anfboles, plagioclasa clcica, plagioclasa sdica y finalmente los mineralescido - flsicos (Ortoclasa y Cuarzo) que son los ms frecuentes.


32/46


33/46

1.6.1. Sedimentos lticos gruesos son restos desprendidos de rocas, de

tamaos mayores a 2 mm., que son transportados y desbastados por mediosnaturales, pueden estar compuestos de cualquier tipo de roca, especialmentede las ms duras, como Gneis, Basaltos, Cuarcitas, Granitos y otras.

1.6.2. Los sedimentos arenceos contienen slo mineral en un 90%:anfbol, Apatito, Biotita, Calcita, Calcedonia, Colofana, Corindn, Cuarzo,

Dolomita, Epidota, Feldespato, Fluorita, Hematita, Ilmenita, Limonita,Magnetita, Muscovita, Olivino, palo, Rutilo, Siderita, Topacio, Turmalina,Ortoclasa y otros.


34/46

1.6.3. Los sedimentos arcillosos, contienen comnmente: Caolinita,

Montmorillonita, Illita, Muscovita fina y Cuarzo muy fino.

1.6.4. En los sedimentos qumicos, los minerales ms comunes son: Calcita,Dolomita, Calcedonia, palo, Siderita, Cuarzo, Halita, Silvita, Glauconita,Hematita, Barita, Yeso, Limonita, Colofana, Marcasita, Pirita y otros.

1.6.5 Los restos orgnicos y precipitados qumicos, pueden estarconformados por minerales como: Calcita, Aragonito Colofana, Francolita yotros; o por sustancias qumicas como carbonatos, sulfatos, slice.


35/46

Cuarzo

Microclina

Ortosa

Albita

Muscovita

Biotita

Cloritas

Caolinita

Illita

Montmorillonita

Glauconita

Granos detrticos (mono y policristalinos),cemento, reemplazamiento, capas y vetillas

Granos detrticos (por lo general alterados

a arcillas). Tambin de origen autgeno

Detrtico en rocas pelticas y en menor

frecuencia en areniscas

Detrtico en rocas pelticas, cemento en

areniscas y reemplazamiento de feldespatos

y minerales volcnicos

Partculas sinsedimentarias

Formas y presentacin de los clastos y/o minerales en las rocassedimentarias


36/46

Calcita

Dolomita

Yeso

Anhidrita

Halita

Colofana

Pirita

Hematita

Magnetita

Granos, matriz, cemento y reemplazamiento

Cristales anhedrales hasta euhedrales,

principalmente en evaporitas y en

rocas carbonatadas alteradas

Ooides, pellets, ndulos, capas

Cristales y agregados autgenos

Criptocristalino, pigmento y alteraciones

Criptocristalino, detrtico

Formas y presentacin de los clastos y/o minerales en las rocas

sedimentarias


37/46

1.7. LOS 4 GRUPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS

Conglomerados,

brechas,

areniscas,

limolitas

Biogenos,

bioqumicos

y orgnicos

Calizas, dolomas,

rocas siliceas,

rocas fosfticas,

rocas evaporticas,

Tufos

Tufitas

Piroclastos

Volcano-Sedimentario

Terrgenos,

clsticos

Calizas organgenas,

rocas siliceas organgenas,

rocas f osfticas organgenas,

carbn.

Sedimentos

qumicos

Epiclstico

Terrgeno o

Slico-clstico

Organgeno Qumico


38/46

1.8. FASES DE UN ESTUDIO PETROLGICO

- Trabajo de gabinete inicial, preparacin para el trabajo de campo

- Trabajo de campo

- Trabajo de gabinete

- Instalacin

- Estudios petrogrficos macroscpicos y microscpicos

- Anlisis geoqumicos

- Sistematizacin de informacin

- Confeccin de mapas, grficos, tablas

- Conclusiones y recomendaciones.


39/46

1.9. ELEMENTOS PETROGRFICOS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Aloqumicos.- partculas primarias de origen organo-qumico formados en lamisma cuenca (por lo general restos de organismos). Pueden o no habersufrido un corto transporte dentro de la cuenca.

Ortoqumicos.- minerales formados por precipitacin qumica en la cuencade sedimentacin durante o inmediatamente despus de la deposicin.

Matriz.- agregado de partculas primarias de tamaos inferiores a 30 mm queengloban a granos o aloqumicos.

Cemento.- material autgeno (formado durante la diagnesis) que une a lossedimentos dando origen as a un agregado cohesionado (rocassedimentarias).


40/46

100 m

B

C

D

EF

A Aloqumicos

Bioclasto

Grano

Cemento

Matriz

Grano

Terrgeno

Grano Matriz

Cemento I

Cemento II

Cemento III


41/46

1.10. CONTACTOS ENTRE GRANOS

Granos flotantes

Grano/Matriz

Contactos puntuales

Efecto de la Contactos simplesdisolucin

por presin Contactos suturados


42/46

Flotante Puntual Simple Suturado


43/46

A B C D

1 2 3 4

BAJA

ESFERI-

CIDAD

ALTA

ESFERI-

CIDAD

Esfericidad, angulosidad y clasif icacin


44/46

1.11. POROSIDAD Y PERMEABILIDAD

Porosidad:Porcentaje de espacios vacios en el volumen total de la roca.

Puede ser primaria o secundaria.

Porosidad primaria: Espacios intergranulares no rellenados (cementados)durante la diagnesis. La morfometra, granulometra, clasificacin,empaque y grado de cementacin de los sedimentos controlan este tipode porosidad.

Porosidad secundaria: Se forma durante la diagnesis, por disolucin de

granos, aloqumicos, matriz o cemento de la roca. Puede ser mayor omenor que la primaria.

Permeabilidad: Propiedad de permitir el paso de fluidos a travs de susespacios vacios. Depende de interconeccin entre poros. Esta propiedades funcin tambin del tipo de fluido (agua dulce, salmuera, gas natural,petrleo) y de la presin hidrosttica.


45/46


46/46

METALES HIDRO-

CARBUROS

CARBON ROCA

INDUSTRIAL

ROCA

ORNAMENTAL

RUDITAS Au Reservorio

ARENISCAS Au Reservorio Si Vidrio Laja

PELITAS (Au) Generador Si Pizarra

CALIZAS Pb-Zn

Polimetlicos

(Reservorio)

(Generador)

Cal

Cemento

Caliza

Tavertino

SILICEAS Vidrio

EVAPORITAS Trampa Sal / Yeso

FOSFORITAS Fertilizante

1.12. IMPORTANCIA DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

2 petrologia sediemntaria

Documents